如图,已知AO是四面体ABCD的高,M是AO的中点,连接BM、CM、DM.求证:BM、CM、DM两两垂直.

问题描述:

如图,已知AO是四面体ABCD的高,M是AO的中点,连接BM、CM、DM.求证:BM、CM、DM两两垂直.

证明:∵AO是四面体ABCD的高,∴AO垂直于面ABCD.
连接OB,OC,OD,则AO分别垂直于OB,OC,OD.
设正四面体ABCD的边长为a,
则AB=BC=CD=DA=a,OB=OC=OD=

3
3
a,
OA2=AD2-OD2
OA=
6
a
3
,OM=
6
a
6

BM2=OM2+OB2,BM=CM=DM=
2
a
2

在三角形MBC中,MB2+MC2=BC2,符合勾股定理,
∴△MBC为直角三角形,且∠CMB=90°,
同理得出,∠CMD=∠DMB=∠BMC=90°,
∴BM,CM,DM两两垂直.